[发明专利]基于数字还原技术的可视化映射方法及系统

说明书

本发明公开了基于数字还原技术的可视化映射方法及系统，包括如下步骤：对设计图纸以及设计参数进行三维可视化数字还原，得到三维场景模型图像，基于三维场景模型图像得到模拟点云；获取真实场景的内外真实图像以及内外真实图像对应的实际点云，并通过实际点云对三维场景模型图像中模拟点云进行模型优化和核对，输出优化后的三维场景模型；将优化后的三维场景模型输出的可视化场景反馈到终端；该可视化映射方法降低了成本，提高了解决问题的效率。

技术领域

本发明涉及数字还原技术领域，尤其涉及基于数字还原技术的可视化映射方法及系统。

背景技术

信息可视化主要研究如何通过交互式的可视界面辅助用户进行分析推理，提供辅助用户分析决策的工具和技术，使用户能够从海量、动态、模糊的数据中综合分析信息并洞察隐藏的规律和模式等。

为了诸如建筑物的复杂对象上的有效投影映射，通常必须在设计要投影映射到复杂对象上的图像之前收集复杂对象的大量数据。例如，对于建筑物，可以使用高分辨率扫描服务(例如激光扫描仪、相机-投影仪屏幕学习系统、传统/手动现场勘测)来获得建筑物的模型；在获得或甚至用于投影映射规划和/或预可视化中可能是昂贵和/或耗时的，因为相关联的文件可能很大，从而需要大的处理开销。此外，在获得模型时，通常必须执行地理现场勘测以进一步确定投影仪放置和/或投影仪姿势，以得到内外部结构数据，造成耗时且昂贵的成本。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了基于数字还原技术的可视化映射方法及系统，降低了成本，提高了解决问题的效率。

本发明提出的基于数字还原技术的可视化映射方法，包括如下步骤：

对设计图纸以及设计参数进行三维可视化数字还原，得到三维场景模型图像，基于三维场景模型图像得到模拟点云；

获取真实场景的内外真实图像以及内外真实图像对应的实际点云，并通过实际点云对三维场景模型图像中模拟点云进行模型优化和核对，输出优化后的三维场景模型；

将优化后的三维场景模型输出的可视化场景反馈到终端。

进一步地，在对通过实际点云对三维场景模型图像中模拟点云进行模型优化和核对，输出优化后的三维场景模型中，具体包括：

通过点云空间的三维点云数据最小包围盒自适应间距得到体素网格，并移除掉没有三维点云数据命中的体素网格，得到第一体素集合；

移除掉所述第一体素集合中没有点命中的单个体素网格，得到第二体素集合和第二体素集合中的三维点云集合；

将所述第二体素集合中的三维点云集合映射到三维场景模型图像所处的坐标系下，计算映射后第二体素集合中的三维点云集合与三维场景模型图像中模拟点云的误差函数；

若误差函数值小于等于预设阀值，则保存所述内外真实图像的三维点云数据，该三维点云作为第三体素集合中的三维点云数据；

若误差函数值大于预设阀值，则将第二体素集合中的该三维点云数集合代替三维场景模型中对应的模拟点云，替换后的三维点云作为第三体素集合中的三维点云数据；

基于所述第三体素集合中的三维点云数据重构三维场景模型图像，输出优化后的三维场景模型。

进一步地，在计算映射后第二体素集合中的三维点云集合与三维场景模型图像中模拟点云的误差函数中，误差函数的计算过程如下：

计算将三维点云集合缩放逼近三维场景模型图像中的旋转矩阵Mt和平移矩阵Mr，记三维点云集合中点的数量为PC；

计算三维点云集合点的均值Pa1以及模拟点云的均值Pa2；

根据三维空间的缩放系数S，得到缩放矩阵Ms；